淺述水電站工程水土流失防治的對策

李茜茜

(臺州市水利水電勘測設(shè)計院,浙江 臺州 318000)

水土保持方案是建設(shè)項目立項、可研、設(shè)計、施工及運行管理中重要的、具有法律效力的技術(shù)文件,已成為基本建設(shè)程序中一個重要的環(huán)節(jié)。以水電站工程為例,必須重點對工程建設(shè)中水土流失成因及危害等問題進行分析,提出相應的防治措施,以解決水電站工程建設(shè)中出現(xiàn)的水土流失共性問題。

1 工程建設(shè)特點

水電站工程大部分位于流域中上游,地形條件復雜,上游坡陡流急、河谷深切;中游坡緩漸寬,呈寬窄不等的山間谷地。此類工程永久性建筑物布局較復雜,一般包括攔河壩、溢洪道、上壩公路、輸水系統(tǒng)、廠房、管理房等,有的還涉及庫區(qū)改線公路、拆遷安置等;施工過程中還涉及施工道路、輔企用地、臨時堆場等施工場地的布設(shè),各類料場、棄渣場的設(shè)置等。

鑒于水電站工程的特性,其施工具有作業(yè)面點多面廣、材料運距長,開挖填筑量大、破壞原有植被并產(chǎn)生大量的裸露面等特點。工程施工過程中,一方面擾動原地貌,損壞原有的土壤結(jié)構(gòu)、地表植被,改變地表的徑流狀況,對水土保持不利;另一方面,施工建設(shè)中大面積的土石方開挖,改變原有的土體或巖體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),形成裸露的開挖面和松散的堆渣體,抗侵蝕能力大大降低。同時由于工程所處地形條件限制,施工區(qū)多為陡峭山體,因此工程在施工過程中所產(chǎn)生的各類挖填坡面、取料場的開采和棄渣場的堆渣,如處理不當將不可避免地產(chǎn)生水土流失和次生地質(zhì)災害,給工程安全和生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。

2 水土流失特點及其危害

2.1 水土流失特點

2.1.1 水土流失空間分布

依托主體建筑物的布置,各個施工場地布置相對分散,其造成的影響區(qū)域也是分散的,而且由于施工部位的自然因素不盡相同,其造成的水土流失強度也不均勻。水庫樞紐區(qū)和料場區(qū)水土流失主要發(fā)生在開挖坡面,裸露的風化層巖質(zhì)松散,產(chǎn)生的流失強度較大,而對于較為平整的開挖面及巖質(zhì)較好的開挖面水土流失并不明顯;道路區(qū)和棄渣場區(qū)多為土質(zhì)或碎石邊坡,結(jié)構(gòu)疏松,極易產(chǎn)生流失,流失強度大;施工場地和安置區(qū)地形較為平坦,流失量相對較小。

2.1.2 不同時段流失情況

在施工準備期,施工場地、道路的布設(shè)擾動了原地表、破壞了地表覆蓋物,會產(chǎn)生水土流失;施工期伴隨著地表擾動和場地填筑,導致地表裸露和土壤理化性質(zhì)的破壞,遇到降雨將會產(chǎn)生水土流失;自然恢復期工程施工的土石方開挖、填筑已經(jīng)完成,擾動地表、損壞林草植被的施工活動基本停止,工程建設(shè)造成人為水土流失的因素大部分已消失,多數(shù)擾動區(qū)域被永久建筑物覆蓋或被硬化,水土流失程度較施工期大為降低,但由于植被措施的滯后性,水土流失強度依然高于工程建設(shè)前,工程建設(shè)導致新增水土流失情況依然存在。

2.2 水土流失危害[1]

工程建設(shè)中若不及時采取水土流失防治措施,勢必造成嚴重的水土流失?？赡茉斐傻乃亮魇：Ρ憩F(xiàn)在以下幾個方面:

2.2.1 可能造成局部滑坡、崩塌等,危及工程安全

大壩、溢洪道、料場等都存在高邊坡開挖,坡面爆破將造成坡面松動,降雨產(chǎn)生的坡面徑流流入到巖體縫隙中,導致巖體間的摩擦力減少,加之巖體表層受坡面徑流沖刷,在水力和重力的雙重作用下,可能造成局部滑坡、崩塌,直接危及工程安全和人民生命財產(chǎn)安全。

2.2.2 堵塞河道、污染水質(zhì)、影響行洪

由于施工占地面積較大,破壞的植被較多,從而將導致短期內(nèi)土壤流失量急劇增加,使河道的泥沙含量逐漸增多,在水庫蓄水后,若沒有治理措施,將加速水庫淤積。土壤侵蝕的發(fā)展也會逐步影響下游河道水質(zhì)。特別是棄渣、臨時堆料若不加以防護,可能會流失進入附近河流,造成河道淤積,降低河道的行洪能力。此外,棄渣中的土壤、砂石流失入河,還可引起水體渾濁度增加,影響河道水質(zhì)。

2.2.3 降低土壤肥力和加劇水土流失

工程建設(shè)中征占一定數(shù)量的土地資源,施工活動改變土體結(jié)構(gòu),地表裸露,抗蝕能力降低,降低土壤的肥力。植被的損壞,使其截留降水、涵蓄水份、滯緩徑流、固土攔泥的作用降低,造成水土保持功能下降,加劇水土流失。

2.2.4 對自然景觀和水質(zhì)的影響

工程建設(shè)使原林草植被遭到損壞,影響當?shù)刈匀痪坝^。工程建設(shè)期水土流失加劇,造成水庫和工程區(qū)局部水體渾濁度增加,影響水質(zhì)。

3 水土流失防治對策

3.1 科學設(shè)計并落實施工期的防治措施

根據(jù)水利水電工程特性及水土流失特點,按各施工類型區(qū)進行防治,具體如下:

3.1.1 水庫樞紐區(qū)防治措施

開挖方在施工期應綜合利用,如石渣可用于廠房區(qū)場地平整、進廠道路填方段填筑、臨時擋墻堆砌等;如土方特別是表層土有機含量高,可用于項目區(qū)綠化覆土,覆土堆置期間做好攔擋、排水及表面鋪蓋塑料薄膜加以防護;在壩體與山體的連接處、發(fā)電廠房后側(cè)開挖邊坡等處,設(shè)置漿砌石截排水措施。開挖結(jié)束后,及時清除坡面松動碎石,并對裸露面采取厚層基材噴射植被護坡綠化。

3.1.2 道路工程區(qū)防治措施

道路邊坡進行撒播草種,沿山側(cè)設(shè)截水溝攔截山坡水,開挖邊坡頂部一定范圍內(nèi)栽種根系較發(fā)育的植物來保證道路邊坡穩(wěn)定;局部堆體邊緣在庫內(nèi)正常水位以下的進行漿砌擋墻護坡處理;對道路外側(cè)種植行道樹綠化,并撒播草種保護開挖及堆積的道路邊坡。

3.1.3 施工臨時設(shè)施區(qū)防治措施

管理區(qū)占地施工初期地坪初平后可用作壩區(qū)樞紐施工場地,場地周邊視地形需要增設(shè)排水溝及沉沙池。施工后期拆除施工場地內(nèi)臨時設(shè)施,并做好綠化措施。

3.1.4 移民安置區(qū)防治措施

安置區(qū)水土保持措施主要是表土剝離、臨時排水沉沙、臨時堆土、堆料防護和綜合綠化。表土剝離厚度0.10～0.20m,采用推土機推土并集中堆放,四周采用填土草包圍護,施工后期用于項目區(qū)綠化覆土;臨時排水溝、沉沙池位于徑流小區(qū)邊墻的外測,宜采用混凝土或磚砌筑成梯形斷面,尺寸應能滿足該區(qū)域排水要求;堆料場采用磚砌筑,內(nèi)部分成若干格將各種材料分隔開,一面開口,方便施工取料;景觀綠化采取喬、灌、草相結(jié)合的方式進行綠化。

3.1.5 料場防治區(qū)防治措施[2]

取料場應盡量選在庫區(qū)內(nèi)山體,減少占用施工地區(qū)以外區(qū)域;或選在不會因取料產(chǎn)生不良地質(zhì)災害對下游造成影響的山凹內(nèi)。料場施工期應設(shè)置砌石擋墻、臨時排水措施,對邊坡進行分臺階開挖,及時清除坡面松動巖體,確保施工安全。完工后措施,如位于水庫淹沒區(qū)內(nèi)的,料場開采結(jié)束后只進行場地平整;如位于淹沒區(qū)外的,料場開采結(jié)束后應削緩危險邊坡,并覆土栽植草本類和爬藤類等適合巖質(zhì)邊坡生長的植物措施。

3.1.6 棄渣場防治區(qū)防治措施

棄土棄渣可選在地質(zhì)條件較好的山凹地、大壩下游或水庫回水區(qū)以外,堆置前可用砌石擋墻進行攔擋,并在堆置表面撒播草籽、種植小灌木等綠化措施,做到與周邊環(huán)境相一致。

3.2 加強水土保持監(jiān)測

為切實落實水土保持方案中提出的水土流失防治措施,動態(tài)監(jiān)控工程建設(shè)過程中的水土流失情況,協(xié)調(diào)水土保持工程與主體工程建設(shè)進度,準確掌握項目水土流失防治效果,及時發(fā)現(xiàn)重大水土流失危害隱患,及時提出相應的防治對策并優(yōu)化水土保持措施,施工過程中加強水土保持監(jiān)測工作也是水土保持防治體系中不可或缺的環(huán)節(jié)。

根據(jù)水電站工程特性及施工特點,圍繞“擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復率、林草覆蓋率”等6項效益指標,水土保持監(jiān)測工作應重點對壩區(qū)開挖面、道路開挖填筑面、棄渣場、料場、臨時堆土場等區(qū)域?qū)嵤﹦討B(tài)監(jiān)測。監(jiān)測方法以現(xiàn)場調(diào)查為主,輔以地面觀測、資料分析等。

4 結(jié) 語

水電站工程由于水土流失在空間及時間分布不均的特點,其產(chǎn)生的危害也不一樣,因此水土保持防治措施需要因地、因時制宜,對于產(chǎn)生主要水土流失的施工期,需要根據(jù)不同空間不同特點采取不同的措施來減小水土流失,同時為監(jiān)測水土流失防治措施的效果,需要進行細致的水土保持監(jiān)測,以及時調(diào)整防治措施,盡可能的減少水土流失。

[1]楊伯華.珊溪水利樞紐工程水土流失狀況及防治措施[J].浙江水利科技,2008(4):30-32.

[2]徐霄龍,張士平,張詠晶.桐柏抽水蓄能電站水土保持工程建設(shè)經(jīng)驗[J].中國水土保持,2010(3):9-11.